Smartklokker og andre wearables blir bedre og bedre når det gjelder å overvåke våre vitale tegn og annen biometri. Men hva om brukerne i stedet for å spenne på seg en wearable i stedet kunne overvåke kroppen sin prosesser ved å injisere en trådløs, implanterbar brikke for å måle helsen deres fra innsiden av deres kropper? Og hva om nevnte brikke var nesten ufattelig liten, omtrent på størrelse med en støvmidd og bare synlig når den ble undersøkt under et mikroskop?
Innhold
- Den neste generasjonen helsesporingsteknologi
- Ting kan bli enda mindre
Det er det ingeniører ved Columbia University School of Engineering and Applied Science har utviklet. I samarbeid med verdens ledende brikkeproduksjonsgigant har de laget en ultralyddrevet, injiserbar, fullstendig fungerende enkeltbrikkesystem som er så lite at det en dag kan komme inn i menneskekroppen ved hjelp av en kanyle. Når de først er der, tror de at det kan brukes til overvåking i kroppen, og innlede en alder på helseteknologi som går langt utover den nåværende funksjonaliteten som tilbys av en helsesporingsenhet som de Apple klokke.
"Det som er mest spennende er størrelsen på brikken," Kenneth Shepard, en professor i biomedisinsk ingeniørfag ved Columbia, fortalte Digital Trends. "Det er ikke bare størrelsen, men det faktum at brikken er hele det elektroniske systemet. Normalt er brikker en del av større systemer som inkluderer andre komponenter for å få dem til å fungere."
Anbefalte videoer
En mobiltelefon, for eksempel, består av mange brikker, brett, emballasje, antenner og batteri. Det samme gjelder for flertallet av implantert elektronikk, enten de er pacemakere eller ryggmargsstimulatorer. Selv om de er små nok til å passe inn i menneskekroppen, tar de likevel opp mye volum. En chip-as-system (CaS) enhet, derimot, klarer å komprimere en enkelt integrert krets til en forbløffende liten formfaktor. Den har ingen ledninger og kan integreres med alle ekstra transdusere som kreves (i denne studien, piezoelektriske krystaller).
Shepard sa at, etter hans mening, "CaS-enheter er fremtiden for implanterbare for alle typer applikasjoner."
Den neste generasjonen helsesporingsteknologi
Brikkene ble laget med bistand fra Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, det samme halvledergigant som lager brikkene for Apples A-serie og M-serie prosessorer, sammen med mange andre.
"Disse brikkene er laget ved å begynne med et standard komplementært metall-oksid-halvlederstøperi prosess, den samme som brukes for brikker som brukes til datamaskiner, mobiltelefoner, [og] biler," sa Shepard. "Vi bruker TSMC for fab, som er verdens største halvlederstøperi. Når vi får brikkene tilbake [til laboratoriet], må vi gjøre to ting: Vi må integrere de piezoelektriske transduserne nødvendig for å koble til ultralyd, og vi må kutte og tynne selve brikken ned til de svært små dimensjonene som kreves her."
For øyeblikket, sa han, kan brikkene brukes til å måle temperatur. Dette arbeidet blir i utgangspunktet gjort som en del av en større innsats som ser på måter å overvåke sårtilheling, selv om de potensielle bruksområdene går langt utover det. Shepard bemerket at "mange andre ting kan anes her, og vi jobber aktivt med disse. Noe av det mest spennende er spesifikk gjenkjennelse av biomarkører." Noen av biomarkørene de er interessert i å samle inkluderer blant annet blodtrykk, glukose og respirasjon.
Til syvende og sist kan injiserbare chips som dette spille en verdifull rolle i å diagnostisere og hjelpe til med å behandle spesifikke plager hos pasienter. Når de har kommet inn i kroppen, er teamets ambisjon å la brikkene kommunisere informasjon fra kroppen ved hjelp av ultralyd. Det betyr at en av disse brikkene kan injiseres i en bestemt del av pasienten, og vil da kunne gi sanntidsdata om endringer.
Ting kan bli enda mindre
Foreløpig er dette fortsatt et arbeid som pågår. Sjetongene har ennå ikke blitt injisert i et menneskelig emne, og er for øyeblikket mer et bevis på konseptet om hvor liten brikke det er mulig å lage. Som med ethvert medisinsk gjennombrudd, vil dette måtte gå gjennom mange kliniske studier før det er noen sjanse for at det blir gjort tilgjengelig på markedet.
Ikke tro at teamet har nådd bunnen av størrelsesspekteret når det gjelder hvor små sjetongene deres kan bli. Så blendende som dette kan være som et utstillingsvindu for miniatyrisering i aksjon, sa Shepard at det er mye mer å gjøre.
"Ja, vi kan," sa han, og svarte på spørsmålet om fremtidige sjetonger kan bli mindre. "Følg med. Jeg vil ikke si for mye ennå om andre ting vi jobber med, men mindre – faktisk mye mindre – er definitivt i arbeid.»
En artikkel som beskriver arbeidet, med tittelen "Anvendelse av en sub-0,1 mm3 implanterbar mote for in vivo sanntids trådløs temperaturføling," ble nylig publisert i tidsskriftet Science Advances.
Redaktørenes anbefalinger
- Denne lyspæren kan spore søvnen din og overvåke pulsen på lang avstand
- IBMs bærbare teknologi overvåker helsen din ved å sjekke håndstyrken din
